Sentetik biyoloji, biyolojik bilimler ve mühendisliğin birçok alt dalını bir araya getiren disiplinler arası bir bilim dalıdır. Amacı, bu alanlardaki uygulamaları kullanarak biyolojik sistemleri yapay olarak simüle etmek ve doğada bulunmayanları sıfırdan inşa etmektir.
Sentetik biyoloji sayesinde, tıpkı bilgisayar programlarında olduğu gibi, genler kullanılarak hücre fabrikaları oluşturulabilmekte ve bu sayede hücreler istenen işlevi yerine getirmek üzere programlanmaktadır.
Bilim adamlarının sentetik biyoloji kullanılarak ulaşılacağına inandıkları nihai hedeflerden bazıları şunlardır; Bitkilerdeki genetik mimariyi geliştirerek modern akıllı bitkiler yetiştirmek, antibiyotiğe dirençli bakterilere karşı koruyucu hücreler tasarlamak, genetik hastalıkları tedavi eden materyaller hazırlamak, yeşil enerji araçları üretmek gibi hayaller kuruyor.
Sentetik biyolojideki son gelişmelerle birlikte, bu alanın endüstride yarattığı rekabet önemli ölçüde artmıştır. İşi yapmanın maliyeti düşürüldü. Gen ifadesi için bekleme süresi azaldı. Bu alanda kullanılan en önemli yöntemlerden biri olan genetik devrelerin mühendisliğinde yeni yöntemler geliştirilmiştir.
Genetik devre mühendisliği kullanılarak, canlı hücreler istenen bir işlevi yerine getirmek üzere özelleştirilebilir. Bunun için hücrede sentetik gen devresi adı verilen bir sistem oluşturulur. Bu sistem ile hücreye istenilen fonksiyon eklenebilmekte veya teknik anlamda ‘genlerin ifadesi’ değiştirilerek hücrenin normalde yaptığı fonksiyon ortadan kaldırılabilmektedir. Bu işlev, istenen bir malzemeyi üretmekten, birçok alt parça ile tamamen yeni bir süreci gerçekleştirmeye kadar uzanan geniş bir sistem olabilir. Bu sistem, teknik olarak elektrik devrelerinden esinlendiği için “genetik devreler” olarak adlandırılmıştır.
Sentetik biyolojideki ilerlemelere ve genetik devrelere yönelik yeni yaklaşımlara rağmen, devre tasarımlarının gelişimi yavaş kalmaktadır. Çünkü genler arasındaki bilinen etkileşimleri düzenlemek ve bu etkileşimler yardımıyla matematiksel modeller hazırlamak için evrensel bir yöntem geliştirilememiştir. Bu nedenle genetik devre deneme yanılma yoluyla tasarlanır ve hazırlanır. Ancak bu zorluğun üstesinden gelmeye çalışan bilim adamları var. Örneğin, Illinois Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, genetik devreleri tasarlamak için yeni bir strateji geliştirdi ve yöntemlerinin, sahada deneme yanılma zorluğunun üstesinden gelebileceğini iddia ediyorlar.
Şimdiye kadar konuyla ilgili çalışmalarda genetik devreler, devreyi barındıran organizmadan bağımsız olarak ele alınıp tasarlanıyordu ancak yeni çalışmaya göre araştırmacılar, konakçı organizma ile devrenin potansiyel etkileşimine bakarak taslak oluşturdular. Bu çizimle, bir devre tasarım problemini deneme yanılma yoluyla çözebilecek ve devre davranışını ve bunun konakçı organizma ile ilişkisini açıklayıp tahmin edebilecek sayısal bir model oluşturmayı başardılar. Bu başarı, sentetik biyoloji uygulamalarını bir deneme yanılma yönteminden bilgisayar üzerinde tasarlanıp uygulanabilen bir yapıya dönüştürmüş ve bu konuda harcanan para ve zaman kaybının önüne geçilmiş gibi görünmektedir.
kaynak:
https://futurism.media/what-is-gene-circuit-engineering
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-09/uoic-ird092617.php
yazar: Yüce Mücahid
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]